CN115856392A - 传感器、电流测量系统及线缆电流测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器、电流测量系统及线缆电流测量方法，其中，传感器用于检测待测线缆的电流，包括：磁环，磁环具有打开状态和闭合状态，磁环处于打开状态时，安装待测线缆；磁环处于闭合状态时，检测待测线缆的电流；测量电路板，用于采集磁环处于闭合状态时检测的电流，并经处理后输出。通过将磁环设置为具有打开状态和闭合状态，当磁环处于打开状态时，可以将待测线缆进行安装；当磁环处于闭合状态时，磁环对安装好的待测线缆进行电流的检测，以防止出现线缆与设备无法拆解时无法使用的情况。

Description

传感器、电流测量系统及线缆电流测量方法

技术领域

本发明涉及一种传感器、电流测量系统及线缆电流测量方法。

背景技术

传感器是一种检测装置，能检测到被检设备的相关信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，能满足信息的传输、处理等要求。传感器的应用非常广泛，为仪器仪表设备提供一种必备的技术支持。

现有的传感器由于其原理的特殊性，安装方式具有局限性。当对待测线缆进行电流检测时，需要先将设备与线缆断开，在将线缆安装至传感器中，操作繁琐，不便于用户的灵活应用；并且，若待测线缆与设备无法拆卸，用户则无法对待测线缆进行检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安装或拆卸简单方便，且测量准确的传感器、电流测量系统及线缆电流测量方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，提供一种传感器，用于检测待测线缆的电流，包括：

磁环，所述磁环具有打开状态和闭合状态，所述磁环处于打开状态时，安装待测线缆；所述磁环处于所述闭合状态时，检测待测线缆的电流；

测量电路板，用于采集所述磁环处于闭合状态时检测的电流，并经处理后输出。

进一步地，所述测量电路板包括信号采集模块，所述信号采集模块包括信号发生器和与所述信号发生器连接的信号采集单元；

所述信号发生器用于根据接收到的所述待测线缆的电流，产生电流信号；

所述信号采集单元用于采集所述电流信号，并经放大后输出。

进一步地，所述测量电路板还包括与信号采集模块连接的信号处理模块，所述信号处理模块包括与所述信号采集单元连接的处理器；

所述处理器用于接收所述信号采集单元输出的电流信号，并经运算处理后，输出电流测量结果。

进一步地，所述处理器还用于连接终端设备，所述处理器用于接收用户通过终端设备设置的所述传感器的最大量程，所述传感器的最大量程是根据所述待测线缆所能承受的最大电流设置的；

所述处理器根据接收到的所述最大量程，输出激励信号，以使信号发生器根据所述激励信号产生满足所述最大量程的电流信号波形。

进一步地，所述测量电路板还包括输出模块，所述输出模块包括第一输出单元，所述第一输出单元用于输出所述待测线缆的电流值。

进一步地，所述输出模块还包括第二输出单元，所述第二输出单元用于输出所述待测线缆电流指示的逻辑状态。

进一步地，所述输出模块还包括显示单元，所述显示单元包括一组LED显示灯，用于显示所述待测线缆的电流测量结果状态。

进一步地，所述磁环包括上半圆磁环和下半圆磁环，所述上半圆磁环和下半圆磁环可拆卸连接。

第二方面，本发明还提供一种电流测量系统，包括如第一方面任一项所述的传感器和终端设备；

所述终端设备与所述传感器无线连接；

所述传感器接收用户通过终端设备设置的待测线缆的电流幅值。

第三方面，本发明还提供一种线缆电流测量方法，包括：

获取预设标准电流信号的单位电流值，所述单位电流值为对所述预设标准电流信号进行均匀划分得到的；

采集待测线缆的实际电流信号；

确定所述实际电流信号包含的单位电流值，得到待测线缆的实际电流值。

本发明的有益效果在于：通过将磁环设置为具有打开状态和闭合状态，当磁环处于打开状态时，可以将待测线缆进行安装；当磁环处于闭合状态时，磁环对安装好的待测线缆进行电流的检测。本发明可以将磁环设置为打开状态，将待测线缆在不拆解的情况下，直接安装于处于打开状态的磁环中，更便于对待测线缆进行检测，可以解决现有技术中，当待测线缆无法拆解时，导致传感器无法使用的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为一个实施例提供的传感器的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的传感器的测量电路板的电路图；

图3为本发明一个实施例提供的线缆电流测量方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

请参见图1-图3，本发明的一较佳实施例所示的电流测量系统用于检测与机械设备连接的线缆上的实际电流值。电流测量系统包括用以检测通过待测线缆实际电流的传感器100和与传感器100无线连接的终端设备。

在实际应用中，通过线缆的实际电流往往与线缆标注的额定电流有所差异。本实施例中，用户可通过终端设备设置传感器100的量程，传感器100用以接收用户通过终端设备设置的量程，并对待测线缆进行电流检测。需要说明的是，用户可通过终端设备调节传感器100的最大量程来适应不同情况下的待测线缆，简单方便。本实施例中，终端设备为手机或电脑。

传感器100包括壳体2以及至少部分设置在壳体2内的磁环1，将待测线缆安装在磁环1内，以检测通过待测线缆的实际电流值。

现有技术中在对与机械设备连接的线缆测量电流时，需要将待测线缆与机械设备进行拆卸，再将待测线缆安装在线圈的闭环内，以对待测线缆进行电流的检测。于工作人员而言，这种测量待测线缆的实际电流的步骤繁琐；并且，当待测线缆与机械设备无法拆卸时，传感器100将无法对待测线缆进行电流的检测。

为了解决上述问题，本发明中的磁环1具有打开状态和闭合状态，当磁环1处于打开状态时，无需将待测线缆与设备拆卸，直接将待测线缆安装至闭环内；当磁环1处于闭合状态时，实现对通过待测线缆的实际电流进行测量，操作简单，无需拆卸待测线缆与设备。

具体地，磁环1包括上半圆磁环和与上半圆磁环对接的下半圆磁环。其中，上半圆磁环和下半圆磁环可拆卸连接。当需要进行对待测线缆进行测量时，通过紧固件将上半圆磁环和下半圆磁环连接以使得上半圆磁环内的线圈和下半圆磁环内的线圈形成上述闭环，将待测线缆安装至闭环内，以检测通过待测线缆的实际电流值。

在一个实施例中，上半圆磁环和下半圆磁环可以设置为转动连接。具体的，上半圆磁环和下半圆磁环均设置在壳体2中，其一端通过壳体2与转轴4转动连接，当上半圆磁环和下半圆磁环的另一端分离时，磁环1处于打开状态，将待测线缆安装至磁环1内。当上半圆磁环和下半圆磁环的另一端对接时，磁环1从打开状态转换为闭合状态，以实现对待测线缆的测量。该实施例中，传感器100还包括套设在转轴4外侧的扭簧5，扭簧5的一端抵接上半圆磁环，扭簧5的另一端抵接下半圆磁环，当撤除施加在壳体2的把手21上的外力时，上半圆磁环在扭簧5的作用下复原，使得磁环1从打开状态转换为闭合状态。

本实施例中，把手上21设置有通孔211，转轴4的一侧设置有抵接块41，磁环1处于闭合状态时，紧固件6穿过通孔211与抵接块41抵接，以保证磁环1闭合的稳定性。需要说明的是，上半圆磁环和下半圆磁环未设置有转轴的一端还设置有磁性件，一方面可以便于上半圆磁环和下半圆磁环的对接；另一方面还可以能够更好地使得上半圆磁环和下半圆磁环连接。通过设置有紧固件6施加预紧力，以使得上半圆磁环和下半圆磁环相对静止，从而使得磁路更加稳定。

上述技术方案中，因为上半圆磁环和下半圆磁环没有构成一个完全封闭的磁路，导致测量过程中的磁通量减少，使得测量结果不够准确。

为了解决上述技术问题，使得能够更精确地测量到待测线缆的电流值，本实施例中，传感器100还包括设置在壳体2内的测量电路板(未图示)，该测量电路板用于采集磁环1处于闭合状态时检测到的电流，并将该电流处理后输出。

测量电路板包括与外部电源连通的电源模块31、与电源模块31电连接的信号采集模块34和信号处理模块32以及与信号处理模块32连接的输出模块33。

其中，信号处理模块32还与终端设备无线连接，以接收用户通过终端设备设置的待测线缆的电流幅值。在对待测电缆检测实际电流时，电源模块31与外部电源通电，信号处理模块32根据用户在终端设备上设置的量程输出激励信号，信号采集模块34接收激励信号后对待测线缆进行电流的采集，并将采集到的电流信息传输至信号处理模块32，信号处理模块32对电流信息进行运算处理后将电流值传输至输出模块33输出。

具体的，信号采集模块34包括信号发生器341和与信号发生器341连接的信号采集单元以及连接信号采集单元和信号处理模块32的运算放大器。

其中，信号发生器341用于根据接收到的待测线缆的电流产生电流信号；信号采集单元用于采集信号发生器341产生的电流信号，并经放大后输出。

当对待测线缆进行检测时，将磁环处于打开状态，待测线缆在不拆卸的情况下，安装至磁环内，然后再将磁环由打开状态切换为闭合状态，进行测量。当待测线缆中有电流流过时，信号发生器341根据接收到待测线缆的电流产生电流信号波形，信号采集电路342将上述电流信号波形并通过运算放大器放大后传输至信号处理模块32中，信号处理模块32将电流信号波形转换成电流值，并将该电流值传输至信号处理模块32。

信号处理模块32包括与信号采集单元连接的处理器，该处理器用于接收信号采集单元输出的电流信号，并经运算处理后输出电流测量结果。

处理器还用于连接终端设备，处理器用于接收用户通过终端设备设置的传感器100的最大量程，传感器100的最大量程是根据待测线缆所能承受的最大电流设置的。

在对待测线缆进行测量时，处理器根据接收到的用户通过终端设备设置的最大量程，并输出激励信号，以使得信号发生器341根据激励信号产生满足最大量程的电流信号波形，信号采集单元采集该电流信号波形并经运算放大器放大后输出，信号处理器接收到经运算放大器放大后的电流信号波形并将其进行运算处理，输出模块33接收经过信号处理器运算处理后的电流值并将其输出。

输出模块33包括与信号处理器连接的第一输出单元331和第二输出单元332。其中，第一输出单元331用于输出待测线缆的电流值；第二输出单元332用于输出待测线缆电流指示的逻辑状态，即，第二输出单元332根据信号处理器运算处理后的电流值显示高电平或低电平，便于用户获取传感器100反馈的状态信息。

需要说明的是，高电平指示该待测线缆中有电流流过，低电平则指示该待测线缆中没有电流经过。

为了便于用户更加直观的清楚传感器100的运行状态，本实施例中，输出模块33还包括与处理器连接的显示单元333。其中，显示单元333包括一组LED显示灯，该组LED显示灯用于显示传感器测得的待测线缆的电流测量结果的状态。或者传感器的故障状态。

具体的，该组LED显示灯可以为不同颜色的显示灯，当该显示灯为不同颜色时，不同颜色的灯光显示传感器100测量的待测线缆的不同状态，例如，不同灯光可以为红灯和绿灯；当显示红灯时，则表示待测线缆中无电流通过或通过待测线缆的电流小于设定值；当显示绿灯时，则表示待测线缆中有正常范围的电流通过。

该组LED显示灯也可以为同颜色的显示灯，当该显示灯为相同颜色时，可以通过将相同颜色的灯光的强弱程度或闪烁次数来表示通过待测线缆的电流。在其他实施例中，还可以通过灯光的其他方式来表示待测线缆的电流值，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

请参见图3，本发明还提供一种线缆电流测量方法，该测量方法为上述处理器中对获取的电流信号波形进行运算处理的方法，其方法包括：

401，获取预设标准电流信号的单位电流值，单位电流值为对预设标准电流信号进行均匀划分得到的；

在本实施例中，预设标准电流信号存储在处理器中，处理器获取该预设标准电流信号，对预设标准电流信号的最大幅值进行均匀划分，得到若干个单位电流值，本实施例的单位电流值，例如为2mA。

示例性地，预设标准电流信号的最大幅值为10mA，将其均匀划分为5个单位电流值，每个单位电流值为2mA；若将其划分为10个单位电流值，则每个单位电流值为1mA。

在其他实施例中，可以根据实际工作环境，以及不同的待测电缆，划分不同数量的单位电流值。

402，采集待测线缆的实际电流信号；

处理器采集经过运算放大器放大的待测线缆的实际电流信号波形。

403，确定实际电流信号包含的单位电流值，得到待测线缆的实际电流值。

将实际电流信号波形与预设标准电流信号进行比较，确定实际电流信号波形包含的单位电流值的个数，并根据每个单位电流值的大小，即可得到通过待测线缆的实际电流值。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种传感器，用于检测待测线缆的电流，其特征在于，包括：

磁环，所述磁环具有打开状态和闭合状态，所述磁环处于打开状态时，安装待测线缆；所述磁环处于所述闭合状态时，检测待测线缆的电流；

测量电路板，用于采集所述磁环处于闭合状态时检测的电流，并经处理后输出。

2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述测量电路板包括信号采集模块，所述信号采集模块包括信号发生器和与所述信号发生器连接的信号采集单元；

所述信号发生器用于根据接收到的所述待测线缆的电流，产生电流信号；

所述信号采集单元用于采集所述电流信号，并经放大后输出。

3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述测量电路板还包括与信号采集模块连接的信号处理模块，所述信号处理模块包括与所述信号采集单元连接的处理器；

所述处理器用于接收所述信号采集单元输出的电流信号，并经运算处理后，输出电流测量结果。

4.如权利要求3所述的传感器，其特征在于，所述处理器还用于连接终端设备，所述处理器用于接收用户通过终端设备设置的所述传感器的最大量程，所述传感器的最大量程是根据所述待测线缆所能承受的最大电流设置的；

所述处理器根据接收到的所述最大量程，输出激励信号，以使信号发生器根据所述激励信号产生满足所述最大量程的电流信号波形。

5.如权利要求1-4任一项所述的传感器，其特征在于，所述测量电路板还包括输出模块，所述输出模块包括第一输出单元，所述第一输出单元用于输出所述待测线缆的电流值。

6.如权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述输出模块还包括第二输出单元，所述第二输出单元用于输出所述待测线缆电流指示的逻辑状态。

7.如权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述输出模块还包括显示单元，所述显示单元包括一组LED显示灯，用于显示所述待测线缆的电流测量结果状态。

8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述磁环包括上半圆磁环和下半圆磁环，所述上半圆磁环和下半圆磁环可拆卸连接。

9.一种电流测量系统，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的传感器和终端设备；

所述终端设备与所述传感器无线连接；

所述传感器接收用户通过终端设备设置的传感器的最大量程。

10.一种线缆电流测量方法，其特征在于，包括：

获取预设标准电流信号的单位电流值，所述单位电流值为对所述预设标准电流信号进行均匀划分得到的；

采集待测线缆的实际电流信号；

确定所述实际电流信号包含的单位电流值，得到待测线缆的实际电流值。

Images